【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3。 42 第七章 污水處理廠區(qū)平面布置 44 廢水處理廠位置 44 主要建筑物、構(gòu)筑物布置 44 道路和管道布置 45 綠化 45 參考文獻(xiàn)： 46 致 謝 47 1 摘 要 隨著環(huán)保問題的日益突出，污染處理已成為關(guān)乎 本 行業(yè)發(fā)展的重要因素。制革廢 水含有大量的鉻， BOD 和 COD，固體懸浮物 ， 硫 化物 和其他有害物質(zhì)。若不經(jīng)有效處理而排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。 氧化溝 是 處理制革廢水中 最為常用的方法之一 ，它不僅處理水質(zhì)的效果好，而且采用高效表面機(jī)械曝氣機(jī)，可在不中斷運(yùn)行的情況下，在平臺(tái)上維修機(jī)械設(shè)備，便于維護(hù)。 本文簡(jiǎn)要介紹了皮革廢水的來(lái)源，特點(diǎn)以及主要處理方法。并根據(jù)要求設(shè)計(jì)了包括預(yù)處理，物化處理和生物氧化處理的污水處理廠 ，污水處理廠采用氧化溝工藝。設(shè)計(jì)主要包括工藝流程中各個(gè)構(gòu)筑物的尺寸的設(shè)計(jì)與核算，污水處理廠的平面布置和高程布置的計(jì)算與說(shuō)明，污水處理廠 的管理與維護(hù)，污水處理廠的工程預(yù)算和運(yùn)行預(yù)算等。 本設(shè)計(jì)最終 出水水質(zhì)達(dá)到 國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB8978 — 1996)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 。 關(guān)鍵字 ： 制革廢水 污染處理 氧化溝 ABSTRACT As environmental issues being more and more prominent, pollution treatment has bee an important factor in relation to the development of leather industry. Tannery wastewater contains large amounts of chromium, BOD and COD, suspended solids, sulfides, and other harmful substances. Discharging without effective handle would cause serious environmental pollution. Oxidation ditch is one of the most monly used methods of tannery wastewater treatment. It has good treatment effect ， besides, it’s used of highperformance surface mechanical aerators can’t be interrupted the case of running in the platform maintenance machinery and equipment， easy maintenance and management. This article briefly describes the source of tannery wastewater, characteristics and the main treatment methods, and designing a sewage treatment plant including 2 preprocessing, chemical and physical treatment and biological oxidation treatment. Sewage treatment plant is used Oxidation ditch process. This design includes the size of each process design of structures and accounting, the calculation and description of layout and elevation layout, the management and maintenance, the project budget and operating budget of the sewage treatment plant. The final result water quality meets the national standard of Integrated Wastewater Discharge Standard (GB8978 1996). Key words： tannery wastewater。 pollution treatment。 oxidation ditch 1 第一章 緒論 選題背景 制革行業(yè)是我國(guó)輕工行業(yè)中的支柱產(chǎn)業(yè)，近年來(lái)，隨著制革工業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)正在成為全球制革生產(chǎn)大國(guó)，以及皮革貿(mào)易最活躍、最有發(fā)展?jié)摿?的市場(chǎng)之一。我國(guó)現(xiàn)有制革企業(yè)近萬(wàn)家，每噸皮革所產(chǎn)生的廢水大約為豬皮 60 噸，牛皮120 噸，羊皮 150 噸，比日本和聯(lián)邦德國(guó)的噸皮廢水排放量 3050 噸和 2030噸都多。我國(guó)年排放制革廢水約 7000 多萬(wàn)噸， COD 年排放量約為 15 萬(wàn)噸， BOD 8萬(wàn)噸， SS 12 萬(wàn)噸，鉻 3500 噸，硫 5000 噸。由于加工過程中需要添加多種化學(xué)品，從而使得排出廢水 pH 變化范圍大、色度高、污染物種類繁多、成分復(fù)雜，制革廢水污染在輕工行業(yè)中排第三位，是目前工業(yè)廢水處理的難點(diǎn)與焦點(diǎn)之一。 我國(guó)的制革廢水處理起步較晚， 80 年代中期才取得 了突破性進(jìn)展，經(jīng)過近十幾年的有益的探索和研究，已經(jīng)找出了一條適合我國(guó)國(guó)情的道路，在治理技術(shù)上與國(guó)外的差距大量縮小，有的方面還處于領(lǐng)先水平。 根據(jù)國(guó)家頒布的綜合廢水排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB8978－ 1996），中國(guó)制革工業(yè)的廢水和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)分為兩級(jí)。一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)用于新建、擴(kuò)建和改建的制革企業(yè)，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)現(xiàn)有制革企業(yè)。 研究意義 制革污水中的硫化物，鉻，氯化物，油脂等會(huì)對(duì)人體和水體造成嚴(yán)重的危害。含硫廢水排入江河湖海會(huì)使淡水魚無(wú)法存活，土壤中含有大量硫化物后會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物枯萎，而且硫化物在一定條件下會(huì)轉(zhuǎn)化成毒性更強(qiáng) 的硫化氫，硫化氫對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)危害極大，長(zhǎng)期受硫化氫作用會(huì)導(dǎo)致頭暈，惡心等病癥；廢水中的三價(jià)鉻在一定條件下也會(huì)部分轉(zhuǎn)變?yōu)榱鶅r(jià)鉻，六價(jià)鉻是世界衛(wèi)生組織首批確認(rèn)的致癌物之一，它對(duì)肝腎有毒，與皮膚接觸會(huì)造成腎損傷和皮膚潰爛；含有大量中性鹽的水長(zhǎng)期用于農(nóng)田灌溉會(huì)使土壤鹽堿化等 等。 由此可見，制革廢水一定要經(jīng)過嚴(yán)格的工藝處理，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才可以排放，否則會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的破壞。 制革廢水的來(lái)源 皮革加工是以動(dòng)物皮為原料，經(jīng)化學(xué)處理和機(jī)械加工而完成的。在這一過程中，大量的蛋白質(zhì)、脂肪轉(zhuǎn)移到廢水、廢渣中；在加工過程中采用 的大量化工原料，如酸、堿、鹽、硫化鈉、石灰、鉻鞣劑、加脂劑、染料等，其中有相當(dāng)一部分進(jìn)入廢水中。從皮革加工的工段來(lái)說(shuō)，制革廢水主要來(lái)自于準(zhǔn)備、鞣制和其他濕加工工段。 準(zhǔn)備工段的廢水主要來(lái)源于水洗、浸水、脫毛、浸灰、脫灰、軟化、脫脂 等， 2 污染物包括血污，泥漿，蛋白質(zhì)，油脂，中性鹽，硫化物，石灰，堿及表面活性劑等，準(zhǔn)備工段廢水總量占總量的 70%左右 ；鞣制工段的廢水主要來(lái)自水洗、浸酸、鞣制 ，主要污染物為無(wú)機(jī)鹽和鉻，占廢水總量 8%左右 ；鞣后濕整飾工段主要來(lái)自水洗、擠水、染色、加脂、 涂飾 廢水等 ，污染物為染料，油脂，有機(jī) 化合物等，約占廢水總量的 20%。 廢水特征 制革廢水具有水量大，水量和水質(zhì)波動(dòng)大，污染負(fù)荷重等特征。一般情況下，每生產(chǎn)一張牛皮耗水約 ~，豬皮為 ~，羊皮為 ~。每噸原料皮到成品耗水 60~120t。制革生產(chǎn)中每天有 5小時(shí)左右的排水高峰期，高峰期排水量約為日均排水量的 2~4 倍 。 由于原料皮的不同、加工工藝不同、成品的不同，污水水質(zhì)差別很大，尤其是 COD 的差別，就山羊皮和綿羊皮而言， COD的差別都在 1800～ 6100mg/l，制革生產(chǎn)中使用了大量的脫脂劑、加脂劑和表面活 性劑，污水通過常規(guī)的曝氣好氧活性污泥法進(jìn)行處理，容易產(chǎn)生大量的泡沫，活性污泥會(huì)隨著泡沫跑掉。所以，常規(guī)的曝氣活性污泥法當(dāng)用在制革污水的處理時(shí)，就需要對(duì)工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整 。 皮革污水堿性大，在準(zhǔn)備工段堿性 pH 可達(dá) 10 左右，色度大，耗氧量高，懸浮物多 ， 成分復(fù)雜、高濃度的有機(jī) 物 ，其中含有大量石灰、染料、蛋白質(zhì)、鹽類、油脂、氨氮、硫化物、鉻鹽以及毛類、皮渣、泥砂等有毒有害物質(zhì)。 COD、 BOD、硫化物、氨氮、是一種較難治理的工業(yè)廢水。 皮革廢水的預(yù)處理 皮革廢水的預(yù)處理主要包括鉻鞣廢液預(yù)處理和含硫化物廢液預(yù) 處理。 鉻鞣廢液預(yù)處理 廢鉻液中 Cr2O3質(zhì)量濃度一般在 2~5g/L，主要存在形式是堿式硫酸鉻 Cr（ OH）SO4。加堿調(diào)節(jié) pH 到 ~ 之間時(shí) ，如果工藝合理精確，加酸后可配置成新的鉻鞣液。 鉻鞣液的預(yù)處理包括堿沉淀法，循環(huán)法，萃取法，液膜法。下面介紹常用的堿沉淀法和循環(huán)法。 堿沉淀法 ： 鉻化合物在水中的存在形式如下： Cr3++3OH→ Cr（ OH） 3→ H++CrO2+H2O 廢鉻液在酸性條件下以堿式硫酸鉻存在，能溶于水。向此廢液中加堿，使pH達(dá)到 ~ 之間時(shí)，可以產(chǎn)生 Cr（ OH） 3沉淀。將沉淀分離后，加入強(qiáng)酸，能被還原成堿式硫酸鉻，制成新的鉻鞣液。使用的堿一般有 NaOH、 Ga（ OH） 2和MgO， NaOH 堿性太強(qiáng)不容易控制，控制不當(dāng)會(huì)使 pH 偏高。 Ga（ OH） 2來(lái)源廣，價(jià)格便宜，凈化效果好，但沉淀難以純化。 MgO效果最好當(dāng)價(jià)格較貴，在使用中收 3 到限制。實(shí)際產(chǎn)生中很多廠家只是用價(jià)格便宜的石灰將鉻分離沉淀出來(lái)，然后再將分離出的鉻當(dāng)做固體廢棄物再處理，并沒有加酸調(diào)制成新的鉻鞣液。 工藝流程圖 如圖 11： 鉻廢液 格柵 貯液池 加堿沉 淀 受壓器 過濾 沉淀 酸化 水洗 板框壓濾 回收鉻液 殘?jiān)? 圖 11 堿沉淀發(fā)處理鉻廢液工藝流程圖 循環(huán)法： 循環(huán)法是指生皮經(jīng)過浸水、浸灰、脫脂、軟化和浸酸后，將皮移到專用的鉻鞣區(qū)域進(jìn)行鉻鞣，鉻鞣完后的廢液，經(jīng)過單獨(dú)的排液系統(tǒng)到貯液池，然后將貯液池的廢鉻液做一定調(diào)整并補(bǔ)加鉻粉制成新的鉻鞣液，用于下一批鉻鞣，如此則可以循環(huán)使用，徹底解決了鉻污染的問 題。 工藝流程圖 見圖 12： 鉻廢液 過濾器 貯液池 調(diào)節(jié)池 新的鉻鞣液 固體廢棄物 圖 12 循環(huán)法處理鉻廢液工藝流程圖 含硫化物廢水的預(yù)處理 制革在脫毛工序中會(huì)用到大量的硫化鈉和硫氫化鈉，造成硫污染，而生化處理所能承受的硫含量又較低，所以廢水在綜合處理之前必須除去大部分的硫化物。含硫化物廢水的預(yù)處理有酸化回收法，催化氧化法和鐵鹽沉淀法。其中酸化回收法應(yīng)用最為普遍，下面簡(jiǎn)單介紹酸化回收法的原理和工藝流程。 向 脫毛廢液中加酸，使其 pH 達(dá)到 ~，產(chǎn)生硫化氫氣體，利用負(fù)壓抽硫化氫到堿液罐中，堿與硫化氫反應(yīng)生成硫化鈉。反應(yīng)式為： Na2S+H2SO4→ H2S↑ +Na2SO4 H2S+2NaOH→ Na2S+2H2O 4 H2S+NaOH→ NaHS+ H2O 硫離子遇酸在 pH為 7時(shí)全部轉(zhuǎn)化為硫化氫氣體， pH 在 ~ 是角蛋白的等電點(diǎn)范圍，此時(shí)可以使角蛋白沉淀出來(lái)，回收粗蛋白，同時(shí)降低廢水中的 BOD和 COD。 工藝流程圖 如圖 13所示 ： 硫酸 濾渣回收粗蛋白 脫毛廢水 酸化 過濾 排入綜合廢水池 H2S↑ 堿液池 圖 13 酸化回收法處理含硫廢水工藝流程圖 廢水綜合處理 傳統(tǒng)活性污泥法 活性污泥法創(chuàng)建于 1917年，是利用河川自凈原理的人工強(qiáng)化高效處理工藝，已成為有機(jī)性污水生物處理的主體。在制革廢水的處理中，活性污泥法的應(yīng)用是相當(dāng)普遍的，如西德的 Warn制革污水處理廠，國(guó)內(nèi)北京東風(fēng)制革廠、常州 皮革廠、哈爾濱制革廠等都采用活性污泥法，該法對(duì)生化需氧量去除率在 90%以上，化學(xué)需氧量在 60%~80%之間。色度在 50%~90%之間，硫化物在 85%~98%之間。傳統(tǒng)活性物泥法處理效率高，適用于處理要求高且水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的污水，但它要求進(jìn)水濃度尤其是有抑制物濃度不能高，而制革廢水中的硫化物及鉻在超過一定濃度時(shí)對(duì)生化有抑制，同時(shí)它不適應(yīng)沖擊負(fù)荷，需要高的動(dòng)力和基建費(fèi)用。 氧化溝工藝 制革廢水生物處理具有一定的特殊性，即沖擊負(fù)荷大、含鹽量高，又含有一定數(shù)量的難生物降解的有機(jī)物以及鉻和硫化物帶來(lái)的毒性問題 。在諸多生物處理技術(shù)中，氧化溝因其停留時(shí)間長(zhǎng)、稀釋能力強(qiáng)、適宜于污染負(fù)荷低的廢水處理、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的特點(diǎn)，被實(shí)踐證明是目前較成熟的制革廢水處理工藝。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保問題的日益重視，制革行業(yè)將面臨更加嚴(yán)峻的環(huán)保問題，排放標(biāo)準(zhǔn)將更加嚴(yán)格，如氨氮指標(biāo)已列為某些地區(qū)的制革廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。氧化溝法是活性污泥法的一種變種。氧化溝處理制革廢水，處理效果穩(wěn)定，操作管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本較低，日益受到人們的重視。氧化溝有多種池型： Carrousel型、 Orbel型、雙 5 溝型、三溝型。因而，氧化溝工藝在制革廢水處理方面的優(yōu)點(diǎn)更為突出 ，通過合理的設(shè)計(jì)及運(yùn)行，氧化溝處理技術(shù)將會(huì)大規(guī)模地應(yīng)用于制革廢水處理中，江蘇南京制革廠、浙江海寧制革廠、湖北十堰制革廠等均采用氧化溝技術(shù)，該法對(duì)有機(jī)物去除率為： BOD5＞ 95%， COD約 95%，硫化物 99%~100%，懸浮固體 75%左右，石油類＞ 99%。 序批式活性污泥法 (SBR)工藝 SBR是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展起來(lái)的一種新工藝，其對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)理為：在反應(yīng)器內(nèi)預(yù)先培養(yǎng)馴化一定量的活性污泥，當(dāng)廢水進(jìn)入反應(yīng)器與活性污泥混合接觸并有氧存在時(shí)，微生物利用廢水中的有機(jī)物進(jìn)行新陳代謝，將有機(jī)物降解并同 時(shí)使微生物細(xì)胞增殖。將微生物細(xì)胞物質(zhì)與水沉淀分離，廢水即得到處理。其處理過程主要由初期的去除與吸附作用、微生物的代謝作用、絮凝體的形成與絮凝沉淀性能幾個(gè)凈化過程完成。 SBR工藝運(yùn)行靈活，可以間歇運(yùn)行，停產(chǎn)長(zhǎng)達(dá) 3個(gè)月后，重新啟動(dòng) SBR池時(shí)，污泥活性可很快恢復(fù)，該工藝十分適用中、小型制革企業(yè)的廢水處理。目前，國(guó)內(nèi)將 SBR工藝列為廢水處理中的重要工藝進(jìn)行研究和應(yīng)用。但 SBR工藝尚處于發(fā)展完善階段， SBR的興起不過十幾年的時(shí)間，許多研究還處于剛剛起步階段，在基礎(chǔ)理論研究方面存在著很多疑問，在工程應(yīng)用方面缺乏科學(xué)、可 靠的設(shè)計(jì)模式及成熟的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，而 SBR自身的特點(diǎn)間歇運(yùn)行、自動(dòng)化要求高，又增加了解決問題的難度和應(yīng)用的局限性。 生物接觸氧化法 生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法處理工藝，又稱為淹沒式生物濾池。其具有以下特點(diǎn)：生物接觸氧化池內(nèi)的生物固體濃度 (10~20g/L)高于活性污